obeé efiie rii teelého stroje izohoriký ěj izobariký ěj izotermí ěj aiabatiký ěj Joule-homsoův koefiiet říklay a rovičeí
Carotův yklus Prii teelého stroje: / méium o telotě řijme telo q o teelého zásobíku a vykoá rái / aiabatiká eaze vykoá se ráe 3/ říjem ráe 3 a řeáí tela q3 okolí (= hlaější méium) 4/ aiabatiká komrese říjem ráe 4. ávrat o očátečího stavu vyměěé telo: q q q vykoaá ráe: 3 4 yklus: U q 0 řeokla vratýh ějů! řeokla: možství álě se eměí oačý rii: hlaičky
ař. ára z arího kotle vee se o arí turbiy eelý stroj zrostřekovává výměu q + ustáleý stav řiveeá eerie = oveeá eerie; kostatí hmotostí růtok q U q U h m v m U q m h m v U t t t q jiá forma I. věty D záko o zahováí eerie u teelýh strojů a ustáleým tokem méia (zaebáy oteiálí a kietiká eerie rouů) eelý stroj
ehiká ráe teh ( + ) objemová ráe vraté ěje obj obj =f() / asáváí otevřeý vetil t tlak objem 0 / komrese (izotermí ebo aiabatiká) uzavřeé vetily 3/ vytlačováí otevřeý vetil t tlak objem 0 teh t t t asavai_ lyu 0 komrese 0 vytlaei_ lyu
ehiká ráe teh ( + ) q + vztažeá a růho molu teelým strojem - lze vyjářit omoí objemové ráe: U q U q q iterae er artes: q + tehiká ráe o objemové se liší o rozíl objemovýh raí otřebýh a vtlačeí a vytlačeí raovího méia o teelého stroje ieálí ly izoterm. ěj + = Prae: rozíl může být velký ( vzik či záik lyé fáze..arí turbia) ejsou stavové veličiy jejih velikost ři řehou ze stavu a stav závisí a estě
ýočet q + Děj q = = + = Izohoriký U = U U 0 ( ) Izobariký = - ( ) 0 Aiabatiký 0 U = U U = Izotermí (vratý) S A = U - S G = - S
Izohoriký ěj / izotermí ease ()... 0 ΔU U U U 0 / ohřátí ři ekoečě velkém objemu = ve stavu ieálího lyu ΔU m 3/ izotermí komrese () q ΔU U U U m U m m. 0 ΔU U U 3 U 0 q ř. autokláv..výočet tela a ohřátí ebo ohlazeí méia m U U
Izobariký ěj q Δ m m m q Δ m ýočet Δ: = uto určit očátečý a koečý objem / výočet kostat stavové rovie / výočet objemu 3/ výočet Δ* ( ) ( ) 4/ Δ
ýočet Δ se změou fáze: ř. řeho z a ři tlaku o (tlak asyeýh ar ři ) ři - l molů kaaliy a molů lyu / eaze molů lyé fáze ři k 0 / eaze l molů kaalé fáze ři k 0 3/ ohřev všeh molů (+l) z a ři =0 4/ komrese z =o a a tlak ři Celková změa etalie Δ 0 Δ k Δ l l m L 3 Δ Δ L 4 Δ Δ Δ Δ q Δ L L L L 4 3 m Δ q m Izobariký ěj
Izotermí ěj RANÝ IZOERMNÍ DĚJ q ΔS ΔU q ΔU ΔS ΔA Δ q Δ ΔS ΔG q Rl S S U U q R z z q q Děj q = = + = Izotermí (vratý) S A = U - S G = - S Nuto určit očátečí a koečý stav ( z z) většiou stavové rovie
Poissoovy rovie (viz FC): Poěvaž je > latí vžy κ >. Pro jeoatomové lyy se klae κ = 67 ro vouatomové lyy κ = 4 a ro víeatomové lyy se klae obvykle κ = 33. ΔU Δ ratý aiabatiký ěj
ratý aiabatiký ěj Reálé hováí: aiabatiká křivka = isoetroa S S ýočet ráe ( ebo +). uto určit koečý stav: S=S / S S Rl S st Rl S st st st st st st st =? ezáme / Rl S S Děj q = = + = Aiabatiký 0 U = U U =
Joule homsoův jev itří eerie reálého lyu a rozíl o ieálího lyu závisí jak a telotě tak i a objemu lyu. uto skutečost okazuje Joule homsoův jev. Nastává ři rotlačováí reálého lyu v teelě izolovaé trubii řes órovitou zátku. lak větší ež zůsobí rotlačeí lyu řes škrtíí zátku jejíž órovitá struktura zůsobuje škreí lyu takže evziká vírové rouěí a také ryhlost rouěí je malá. Při ustáleém rouěí můžeme ozorovat že ly ři eazi řes zátku bue mít a obou straáh zátky růzé teloty. Jev ři kterém ly ři eazi řes zátku měí telotu ři změě objemu se azývá Joule homsoův jev. Eerimetálě bylo zjištěo že všehy reálé lyy se ři ostatečě vysokýh telotáh ři Joule homsoově roesu ohřívají ( > ) ři ostatečě ízkýh telotáh (a e říliš vysokýh tlaíh) se ohlazují ( < ). Eistuje tzv. iverzí telota ři které je =. Iverzí telota závisí a ruhu lyu a tlaku ař. ro voík je to asi -80 C (a touto telotou se eaujíí voík zahřívá o í se ohlazuje) ro helium je tato telota asi -58 C ro vzuh kyslík a usík je to ěkolik set stuňů elsia.
Joule homsoův koefiiet (Pa - ) J yužití: zkaalňováí lyů v etrohemii μ J δ δ Ply se < iv > 0 < 0 <0 ohlazuje > iv < 0 <0 >0 ohřívá
J J vyjářeí: Pro μ J >0 : ři volé eazi lyu (škreí) ohází k oklesu teloty který je úměrý μ J. iaram iverzí křivka μ J =0 iverzí telota μ J =0 ro 0 b b b br a 06 5 3 0 0 Relih-Ko: iverzí křivka iverzí telota: lim ro i k br a 34 5 5 3 liv tlaku Joule homsoův koefiiet
J B B ízké tlaky: viriálí rozvoj ař. soooulos (ro eolárí látky) 8 3 8 3 0 0 007 69 0993 00673 005463 00484 0455 066 0445 r r r r r r r f f f f R B B Nejlée stavové rovie res. Q-fuke B..telota ři íž je B=0 Joule homsoův koefiiet
PŘÍKLADY K PROCIČENÍ Příkla 7- yočtěte telo ro uskutečěí izobarikého ěje. Nálí autoklávu je 0 molů CO který se ři atmosférikém tlaku ohřívá z teloty 30 K a telotu 365 K. Jaké hyby se oustíme oku zaebáme reálé hováí lyu? k = 3043 K k = 7377 MPa = 08. Příkla 7- Pro ata uveeá v říklau 6-3 vyočtěte komresí (tehikou) rái kterou musíme oat a mol CO v aiabatiky a vratě raujíím komresoru. Dále vyočtěte jaké možství tela se musí ovést ve výměíku za komresorem má-li se ly o komresi izobariky ohlait a ůvoí telotu. (303 K; 05 kpa) (798 K; 474 MPa)